奥地利东部农业景观中林地与休耕带如何通过提升景观异质性促进蜣螂群落多样性

本研究针对农业集约化导致生物多样性下降的问题，通过分析奥地利东部14个农业景观中蜣螂（Scarabaeidae）群落的分布规律，发现林地覆盖率、休耕带（set-aside land）面积和树篱长度显著正向影响蜣螂物种丰富度与丰度。群落嵌套性分析表明，简单农业景观的蜣螂群落是复杂景观的子集。研究强调维持景观结构多样性对保障蜣螂生态系统服务（如养分循环）的关键意义，为农业景观规划提供了科学依据。

　　

农业景观是人类改造最剧烈的生态系统之一。随着农业集约化程度的提高，化肥农药的过度使用、单一作物的大规模种植，导致栖息地简化、生物多样性急剧下降。这种趋势令人担忧，因为许多物种提供着关键的生态系统服务，包括传粉、害虫控制和养分循环。为了在农业区域维持生物多样性，栖息地异质性和半自然栖息地的存在至关重要。然而，农业集约化通过增加化学投入和单一种植，显著降低了农田生物多样性。理解景观组成如何影响生物多样性，因此成为制定有效保护策略的核心。

蜣螂（Scarabaeidae）作为生态系统中的“清道夫”，在土壤肥化、养分循环和种子传播等方面发挥着重要作用，同时也是景观健康的生物指示器。已有研究表明，土地利用强度对蜣螂多样性具有负面影响，从森林到农林系统和一年生作物地均如此。在农业景观中，林地和休耕带（set-aside land，指休耕或未开垦的土地）被发现能够支持更高的节肢动物群落多样性，包括蜣螂。这些栖息地提供了重要资源，如食物和繁殖场所，并作为躲避农业干扰的避难所。

为此，研究人员在《Landscape Ecology》上发表了一项研究，以奥地利东部农业景观为对象，探索景观组成和配置如何影响蜣螂的物种丰富度、丰度和群落结构。该研究选取了14个直径1公里的研究景观，从以一年生作物为主的高度同质化景观，到包含林地、树篱和休耕带的高度异质化景观，通过系统取样和多元分析，揭示了景观因子与蜣螂群落的关系。

研究人员主要运用了以下技术方法：基于GIS的景观变量量化（包括休耕带比例、树篱长度、林地覆盖率、一年生作物覆盖率和结构多样性指标NSCP与MPAR）；采用马粪诱饵法在每景观9个点进行四次季节性采样；使用Berlese漏斗分离提取蜣螂；物种鉴定采用标准分类学专著；数据分析包括Jackknife 2（Jack2）物种丰富度估计、广义线性模型（GLM）、嵌套性分析（binmatnest算法）、Bray-Curtis相似性和NMDS排序。

研究结果

Effects of landscape parameters on species richness and abundance

研究发现，林地覆盖率和树篱长度对物种丰富度和丰度均产生正向效应。休耕带面积对物种丰富度（而非丰度）有显著正向影响。结构多样性指标NSCP对蜣螂群落无显著影响。

Similarity and nestedness of species communities

蜣螂物种在14个景观中的出现并非随机，而是高度嵌套的（矩阵温度T=14.70, p<0.001）。景观在嵌套排序中的位序与林地覆盖率密切有关，简单景观（低林地覆盖）的群落是复杂景观（高林地覆盖）的子集。NMDS分析显示物种组成变化与林地覆盖和作物覆盖显著相关。

讨论

本研究证实，高林地覆盖和树篱长度的景观支持更多蜣螂物种。集约化农业景观则群落贫乏，且其物种组成是更异质景观的子集。这种差异可能源于三方面因素：食物资源（如野猪和狍的粪便更多存在于林地和休耕带）、微气候（林地和休耕带遮荫保湿延长粪便可利用时间）和土壤结构（农业耕作干扰土壤，而自然栖息地提供更佳繁殖条件）。此外，农业化学品的使用也可能减少蜣螂种群，而休耕带和林地成为其避难所和再 colonization 的源区。值得注意的是，景观结构复杂性（NSCP和MPAR）对蜣螂影响不显著，可能与蜣螂较强的飞行扩散能力和化学信号定位能力有关。

结论

该研究强调了林地、树篱和休耕带在维持农业景观蜣螂多样性中的关键作用。这些栖息地提供了必需资源和适宜条件，支持了多样化的蜣螂群落。保护并将这些生融入农业区域，对于增强生物多样性及蜣螂提供的生态系统服务（如养分循环和土壤健康）至关重要。景观管理应优先保护和恢复这些栖息地，以减缓农业集约化的负面影响，通过维持景观异质性构建更具韧性的农业生态系统，兼顾农业生产与生物保护需求。